Магнитофон из бактерий

26.11.2017

Ученые смогли превратить бактериальную иммунную систему в микроскопический магнитофон. Этим магнитофоном из бактерий исследователи из Медицинского центра Колумбийского университета заложили основу для нового класса технологий, которые используют бактериальные клетки для всего, начиная от диагностики заболеваний до наблюдений за окружающей средой.

Ученые модифицировали обыкновенный лабораторный штамм самый привычной человеческой бактерии, которая живет в кишечнике, Escherichia coli. В результате бактерии не только записывают свои взаимодействия с окружающей средой, но также фиксируют время этих взаимодействий.

Специалисты создали микроскопический магнитофон, воспользовавшись преимуществами CRISPR-Cas, иммунной системы многих видов бактерий. CRISPR-Cas копирует части ДНК от вторгающихся вирусов, чтобы последующие поколения бактерий смогли отражать патогены более эффективно. В результате локус CRISPR бактериального генома аккумулирует хронологическую запись всех бактериальных вирусов, которые пережила бактерия и ее предки.

Для создания магнитофона ученые модифицировали часть ДНК под названием плазмид, дав ему возможность создавать больше копий в бактериальной клетке в ответ на внешний сигнал. Отдельный записывающий плазмид, который управляет "магнитофоном" и фиксирует время, экспрессирует компоненты системы CRISPR-Cas. В результате создается смесь фоновых последовательностей, которые записывают время и последовательности сигналов, меняющихся в зависимости от окружения клетки. Затем ученые могут изучить локус CRISPR, прочитать запись и снять хронологические показатели.

Сейчас система может обрабатывать до трех сигналов одновременно и записывать несколько дней.

<< Назад: Беспроводной DVD-привод для смартфонов 27.11.2017

>> Вперед: Мухи опаснее, чем считалось 26.11.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Интеллект и климат 05.08.2011 Климат местности влияет на интеллект населения. К такому выводу пришли американские психологи из университета Миссури. Между среднегодовой температурой и коэффициентом интеллекта населения разных штатов США существует обратная связь: чем холоднее климат, тем умнее население. Эти данные подтверждают закономерность, замеченную еще в 2006 году, когда соответствующие тесты на интеллект были проведены в 129 странах мира: в более холодных странах коэффициент интеллекта в среднем выше, чем в теплых. Причины такой связи непонятны, но предполагают, что в суровых условиях северных стран население подвергалось естественному отбору "на интеллект".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025